Електроємнісний інтроскоп для масиву гірських порід

Електроємнісний інтроскоп для масиву гірських порід, що містить пристрій для виміру, з'єдна 3 лючено до генератору, і двох крайніх однакової довжини, які підключено до нульового проводу генератора, що також виконують роль передньої та задньої заглушок корпусу зонду. Оскільки активний електрод знаходиться у корпусі зонду, що закритий передньою і задньою заглушками, зонд є герметичним, і можливо використовувати інтроскоп ЕІ-3 в шпурі, заповненому водою. Крім того, завдяки тому, що корпус зонду виготовлено із діелектрика, електричне поле безперешкодно проникає у масив порід. [Патент на корисну модель України №31998, кл. G01V3/02, опубл. Бюл. №8, 2008]. Проте точність і вірогідність визначення структурних параметрів масиву гірських порід забезпечуються цим інтроскопом, якщо діаметр шпуру постійний і відповідає зовнішньому діаметру зонду. На практиці, під час буріння шпурів для досліджень забезпечити постійний діаметр шпуру неможливо через зношення бурильного інструменту. До того ж, дослідження можуть продовжуватися тривалий термін, протягом якого, діаметр шпуру з плином часу зменшується під впливом гірського тиску. При наявності повітряного проміжку між зондом та стінками шпуру, його чутливість значно зменшується, а випадкове порушення співвісності зонду та шпуру спотворюють результати вимірювань. Крім того, максимальна напруженість електричного поля ємнісного датчика зонду спостерігається у проміжках між сусідніми електродами, тобто чутливість датчика по довжині зонду не є рівномірною, а має провал в зоні середнього електроду. Тому пристрій має низьку вірогідність замірів тріщинуватості. В основу корисної моделі покладено завдання розробити такий електроємнісний інтроскоп для масиву гірських порід, який дозволяє підвищити інформативність і вірогідність вимірів, а також спростити визначення структурних параметрів масиву гірських порід. Ця технічна задача досягається за рахунок того, що електроємнісний інтроскоп масиву для гірських порід, який включає пристрій для виміру, з'єднаний кабелем із зондом, що містить генератор і електроємнісний датчик, які розташовані всередині діелектричного корпусу зонду у вигляді труби з заглушками, котрий приєднано к штангам досилання в шпур, згідно з корисною моделлю, штанги виконано з гнучких труб, зонд оснащений притискним пристроєм у вигляді пружини, закріпленої на корпусі зонда за допомогою двох кілець, одне з яких є рухомим, електроємнісний датчик зонду виконано у вигляді спіралі, навитої на діелектричний каркас двожильним проводом, кожна жила якого є обкладинкою конденсатора. Така конструкція електроємнісного інтроскопу для масиву гірських порід дозволяє з високою вірогідністю вимірювати діелектричну проникність гірського масиву завдяки тому, що притискний 57376 4 пристрій усуває вплив на результати вимірів коливань діаметру та випадкових порушень співвісності зонду інтроскопу і шпуру, а електроємнісний датчик у вигляді спіралі має рівномірну чутливість по довжині. На Фіг.1 зображена конструкція зонду з притискним пристроєм; на Фіг.2 - конструкція електроємнісного датчика зонду інтроскопу для масиву гірських порід. Зонд 1 електроємнісного інтроскопу оснащений притискним пристроєм, що складається з пружини 2, розташованої вздовж корпусу зонда, нерухомого 3 та рухомого 4 кілець, закріплених на корпусі зонду, який прикріплений до штанг досилання 5. Працює електроємнісний інтроскоп для масиву гірських порід таким чином. В гірничій виробці бурять шпур для дослідження, в який вводять зонд 1 за допомогою штанг досилання 5. Оскільки електрична ємність датчика зонду залежить від діелектричної проникності оточуючого масиву, а генератор, до якого від підключений, виробляє напругу з частотою, що залежить від його електричної ємності, в однорідних породах частота генератора постійна, а з появою навколо зонда неоднорідності, частота генератора змінюється, що викликає зміну показань пристрою для виміру. Пересуваючи зонд вздовж шпуру фіксують значення частоти напруги генератора інтроскопа за допомогою пристрою для виміру. Пружина 2 забезпечує притиск зонда до стінок шпуру. Силу притискання пружини в залежності від діаметру шпуру регулюють, пересуваючи вздовж корпусу зонду рухоме кільце 4. До рухомого кінця пружини прикріпляється тросик, по натягу якого роблять висновок про змінення діаметру шпуру. Завдяки тому, що штанги досилання виконано гнучкими, зонд легко пристосовується до нерівностей і проникає у будь яку частину шпуру, навіть, якщо він заламаний під впливом гірського тиску. Притискання зонду до стінки шпуру за допомогою притискного пристрою усуває вплив коливань діаметру шпуру і випадкового порушення співвісності шпуру і зонду на результати вимірювань. Крім того, завдяки притисканню підвищується чутливість електроємнісного датчика зонду щодо розкриття тріщин. В результаті того, що електроємнісний датчик зонду виконано у вигляді спіралі, навитої на каркас двожильним проводом, напруженість електричного поля вздовж датчика розподіляється рівномірно, отже чутливість датчика по його довжині є постійною. Таким чином, завдання розробити електроємнісний інтроскоп для масиву гірських порід, який дозволяє підвищити інформативність і вірогідність вимірів, а також спростити визначення структурних параметрів масиву гірських порід, слід вважати виконаним. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 57376 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601